摘 要:化學(xué)表面處理的技術(shù)要通過一些特殊的技術(shù)手段,對于現(xiàn)有的化學(xué)材料的表面進(jìn)行重新改造。在表面處理的過程中,有可能發(fā)生一些物化方面的反應(yīng),通過這種方式來完成表面的改變?;瘜W(xué)材料的表面處理實(shí)際上是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域,經(jīng)過很長一段歷史時(shí)期的發(fā)展,其領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。本文將以化學(xué)材料表面處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和背景作為主要的切入點(diǎn)。重點(diǎn)論述例如化學(xué)鍍、電鍍和激光表現(xiàn)處理技術(shù)等具體的化學(xué)材料表面材料技術(shù)。
關(guān)鍵詞:化學(xué)材料;表面處理;技術(shù)
化學(xué)材料的表面處理技術(shù)為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)提供了便捷,同時(shí)也創(chuàng)新了化學(xué)材料的類型和應(yīng)用,對于特殊環(huán)境可以及時(shí)的應(yīng)對和處理。化學(xué)材料的表面處理技術(shù)并不只是涉及化學(xué)知識(shí),還與物理等學(xué)科知識(shí)有所交叉。筆者認(rèn)為化學(xué)材料表面處理這項(xiàng)技術(shù),擁有較好的發(fā)展前景,值得業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注和重視。
一、研究背景分析
(1)化學(xué)材料表面處理概述。
化學(xué)材料的表面處理技術(shù)誕生于上個(gè)世紀(jì),主要從原子科學(xué)角度來闡釋相關(guān)的原理和性質(zhì),是表面工程學(xué)科的一個(gè)分支。時(shí)至今日,現(xiàn)代化學(xué)材料表面處理技術(shù)已經(jīng)集合了不同學(xué)科和不同領(lǐng)域的知識(shí)和優(yōu)勢,主要包括物理學(xué)、有機(jī)化學(xué)、表面化學(xué)等多個(gè)學(xué)科。不同學(xué)科之間通過相互完善、相互促進(jìn)的方式,來完成對化學(xué)材料表面處理技術(shù)的提升。通過對于材料表面進(jìn)行化學(xué)處理和物理處理的方式,將化學(xué)材料當(dāng)中的成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變,以此來賦予化學(xué)材料更多的特性,比如抗腐蝕性、耐磨損性和絕緣性等等,使之更符合工業(yè)領(lǐng)域的使用需求和工作效能,延長化學(xué)材料的使用壽命。我們知道,在一些特殊條件下,化學(xué)材料需要具備更高的抗腐蝕性或者耐磨損性能。隨著時(shí)代和科技的不斷發(fā)展,工業(yè)以及其他領(lǐng)域?qū)τ诨瘜W(xué)材料的表面處理技術(shù)的要求會(huì)更加嚴(yán)格。為了滿足各行各樣對于材料性能的標(biāo)準(zhǔn)和需求,化學(xué)材料表面處理技術(shù)應(yīng)當(dāng)吸取最先進(jìn)科技成果,研發(fā)出更具實(shí)用性的處理技術(shù),獲得了突破性發(fā)展。
(2)化學(xué)材料表面處理的發(fā)展背景。
化學(xué)材料的表面處理技術(shù)是現(xiàn)代化學(xué)的重要分支。從1960年誕生以來獲得了飛速發(fā)展,成為化學(xué)領(lǐng)域不得不提的關(guān)鍵技術(shù)。上文提到化學(xué)材料的表面處理技術(shù)已經(jīng)逐漸成為一個(gè)跨領(lǐng)域和跨學(xué)科的先進(jìn)技術(shù),是一個(gè)真正融合各項(xiàng)技術(shù)的綜合型學(xué)科。豐富的理論基礎(chǔ)加上廣泛的實(shí)際應(yīng)用使之呈現(xiàn)廣闊的市場前景。伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,人們的生活環(huán)境離不開化學(xué)技術(shù)的加持,工業(yè)領(lǐng)域也不能離開化學(xué)相關(guān)技術(shù)的推動(dòng)?;瘜W(xué)材料的表面處理技術(shù)將順應(yīng)當(dāng)前科學(xué)領(lǐng)域的形勢,不斷實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。在這種環(huán)境與背景下,化學(xué)材料表面處理技術(shù)的發(fā)展將向著多元化、現(xiàn)代化、創(chuàng)新化方向發(fā)展。
二、化學(xué)材料表面處理技術(shù)分析
(1)金剛石薄膜涂層技術(shù)。
金剛石是一種堅(jiān)硬的物質(zhì),利用金剛石制造的刀具可以割開堅(jiān)硬的玻璃。金剛石薄膜涂層技術(shù)是最堅(jiān)硬的耐磨涂層,所以被廣泛的應(yīng)用到化學(xué)材料表面處理領(lǐng)域。金剛石薄膜涂層技術(shù)在電子原件的制作上也有比較好的應(yīng)用。根據(jù)資料研究發(fā)現(xiàn),金剛石薄膜涂層的硬度比較高,導(dǎo)熱性能也比較好,碳元素組成所以具備極高的穩(wěn)定性,一般不會(huì)被其他物質(zhì)侵蝕和磨損。所以通過涂抹金剛石薄膜涂層,可以有效提升化學(xué)材料的硬度,加強(qiáng)導(dǎo)熱性,減少其他物體接觸和腐蝕,可以在一些高強(qiáng)度的工作環(huán)境中長時(shí)間保存。
(2)化學(xué)鍍技術(shù)。
化學(xué)鍍技術(shù)指的是在不通電情況之下發(fā)生了氧化還原反應(yīng),通過強(qiáng)還原劑還原金屬離子溶液中的金屬,并在物質(zhì)表面形成致密鍍層的方法?;瘜W(xué)鍍的類型有很多,根據(jù)鍍層材料進(jìn)行區(qū)分,有鍍銀、鍍銅、鍍鎳等等。化學(xué)鍍的主要優(yōu)勢是材料處理相對更加美觀,更加耐腐蝕。另外,化學(xué)鍍的工藝過程比較簡單,在不同領(lǐng)域都有一定涉及,重點(diǎn)是在不通電環(huán)境下就可以實(shí)現(xiàn)?;瘜W(xué)鍍方式處理過的化學(xué)材料,涂層不容易脫落,成本比較低,用來鍍層的溶液可以反復(fù)使用,所以獲得廣泛的認(rèn)可。但是化學(xué)鍍的工作效率比較慢,所以不適合大規(guī)模的生產(chǎn)方式。
(3)激光表面處理技術(shù)。
激光表面處理技術(shù)的崛起是在20世紀(jì)70年代大功率激光器出現(xiàn)以后。激光表面處理技術(shù)在化學(xué)材料表面處理領(lǐng)域?qū)儆谙冗M(jìn)技術(shù)之一。主要利用大功率的激光器在化學(xué)材料的表面進(jìn)行激光作業(yè),對材料進(jìn)行加熱,形成特殊的表層,改變了材料的特點(diǎn)和性能,提升了材料的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。由于激光器的參與,所以激光表面處理技術(shù)相對來說工作效率更高,操作起來也更簡便,成本可以得到有效控制。尤其是在激光處理過程中,材料表面基本不會(huì)出現(xiàn)變形的現(xiàn)象,減少了殘次品的產(chǎn)生導(dǎo)致的成本加劇問題。激光表面處理技術(shù)主要是提升了化學(xué)材料的耐磨性和耐腐蝕性,減少熱處理帶來的弊端。筆者認(rèn)為隨著激光技術(shù)的進(jìn)一步深入,激光表面處理技術(shù)也會(huì)向著更高層次發(fā)展。
(4)熱噴涂技術(shù)。
熱噴涂技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間比較早,所以其技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展都比較成熟。熱噴涂技術(shù)主要的工作原理就是通過加熱的方式對材料進(jìn)行噴涂,使化學(xué)材料的物理性質(zhì)發(fā)生變化,比如變軟或者完全的液態(tài)處理。然后通過高速熱源氣流將已經(jīng)軟化或者液化的涂層噴射到化學(xué)材料的表面,兩者就會(huì)相互熔解,以此來達(dá)到化學(xué)材料的表面處理效果。熱噴涂技術(shù)由于誕生的時(shí)間比較早,經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)完善。所以熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域除了大型的工業(yè)材料還包括日常生活中簡單的裝飾品,包括對舊物品的修補(bǔ)等。熱噴涂技術(shù)在新時(shí)期也沒有被工業(yè)領(lǐng)域所拋棄,反而煥發(fā)新的活力。熱噴涂技術(shù)有極高的成功率和使用經(jīng)驗(yàn),新的科技背景下,利用熱噴涂技術(shù)需要提升工藝水平,向著創(chuàng)新方向進(jìn)發(fā)才能收獲更廣闊的發(fā)展空間。
三、結(jié)語
隨著工業(yè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展與進(jìn)步,化學(xué)材料表面處理技術(shù)的應(yīng)用范圍將變得更加廣泛,通過研究的不斷深入,未來實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化將成為現(xiàn)實(shí)。了解化學(xué)材料表面處理的各項(xiàng)技術(shù)和應(yīng)用,能夠在不同需求和環(huán)境條件下選擇和開發(fā)最合適的技術(shù)方式進(jìn)行處理。所以明確和掌握化學(xué)材料的幾種處理方式,將有助于化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展與實(shí)踐。
參考文獻(xiàn):
[1]劉政軍,馮麗峰,成明華,蘇允海.材料表面改性技術(shù)原理簡析[J].現(xiàn)代焊接,2008(08).
[2]姜左.材料的表面處理技術(shù)及發(fā)展[J].蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2003(01).
[3]范凌云,黃箭玲,何宏,高政,周誠.玻纖濾料的表面處理[J].化纖與紡織技術(shù),2010(03).
[4]孟憲慧,李乃軍. 材料的表面處理與環(huán)保[J].沈陽教育學(xué)院學(xué)報(bào),2001(01).
[5]R.W.Ribitch,史峰.釹鐵硼合金表面處理技術(shù)對環(huán)境試驗(yàn)結(jié)果影響的研究[J].電工合金文集,1991(01).
作者簡介:劉博涵(1999-),男,漢族,河北邯鄲磁縣人, 就讀于河北省衡水武邑中學(xué)。